教科書的認(rèn)知負(fù)荷類型初步探索

王小明 許志毅 白旸 寇延臣

摘? ?要：在教科書學(xué)習(xí)過(guò)程中，教科書中呈現(xiàn)的內(nèi)容會(huì)給學(xué)生容量有限的工作記憶施加一定的認(rèn)知負(fù)荷，教科書的這類認(rèn)知負(fù)荷是評(píng)價(jià)教科書質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。該研究采用問(wèn)卷調(diào)查的方法來(lái)探索教科書認(rèn)知負(fù)荷的類型。首先依據(jù)認(rèn)知負(fù)荷的理論闡釋，編制教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷，而后施測(cè)于四年級(jí)學(xué)生數(shù)學(xué)教科書的學(xué)習(xí)和八年級(jí)學(xué)生物理教科書的學(xué)習(xí)。對(duì)施測(cè)結(jié)果的因素分析表明，在教科書學(xué)習(xí)情境中，在未受過(guò)認(rèn)知負(fù)荷理論培訓(xùn)的條件下，學(xué)生學(xué)習(xí)教科書時(shí)體驗(yàn)到的認(rèn)知負(fù)荷可以區(qū)分出被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷和主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷兩種類型，學(xué)生的元認(rèn)知發(fā)展水平對(duì)用問(wèn)卷法測(cè)查出的教科書認(rèn)知負(fù)荷的可靠性有一定影響。

關(guān)鍵詞：教科書的認(rèn)知負(fù)荷；被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷；主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷；元認(rèn)知

一、問(wèn)題的提出

教科書是學(xué)生在學(xué)校進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)和發(fā)展核心素養(yǎng)的重要依托，教科書質(zhì)量的重要性不言而喻，因而對(duì)教科書質(zhì)量所進(jìn)行的科學(xué)評(píng)價(jià)，不僅是課程實(shí)施監(jiān)測(cè)的主要方面，也是確保核心素養(yǎng)得以落地的重要保證。目前有關(guān)教科書質(zhì)量的評(píng)價(jià)，以相關(guān)專家和研究者在教科書實(shí)際使用情境之外進(jìn)行的評(píng)價(jià)居多1，依據(jù)教科書的重要用戶——學(xué)生——學(xué)習(xí)和使用教科書的體驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的教科書評(píng)價(jià)很少23，這不利于從多個(gè)角度全面地評(píng)價(jià)教科書的質(zhì)量。因而，通過(guò)收集學(xué)生使用教科書的相關(guān)調(diào)查分析來(lái)對(duì)教科書質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，不僅是完善教科書評(píng)價(jià)的客觀要求，也是提升教科書編寫水平與使用效果的重要推手。

根據(jù)當(dāng)代心理學(xué)的研究，學(xué)生在閱讀教科書時(shí)，對(duì)教科書呈現(xiàn)內(nèi)容的處理是在其工作記憶中有意識(shí)地進(jìn)行的，而工作記憶能同時(shí)加工信息的數(shù)量以及暫存信息的時(shí)間都是有一定限制的。當(dāng)教科書中大量信息通過(guò)閱讀不斷進(jìn)入學(xué)生的工作記憶中進(jìn)行處理時(shí)，加工和暫存信息均受限制的工作記憶就會(huì)承受一定的負(fù)荷。當(dāng)這種負(fù)荷較重時(shí)，學(xué)生就無(wú)法完成對(duì)大量信息的有效處理，學(xué)習(xí)效果也會(huì)受到削弱，學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)通常表現(xiàn)為“腦子不夠用”“腦子轉(zhuǎn)不過(guò)彎”等。我們把學(xué)生學(xué)習(xí)教科書時(shí)體驗(yàn)到的這種負(fù)荷稱之為教科書的認(rèn)知負(fù)荷。教科書的認(rèn)知負(fù)荷是從學(xué)生立場(chǎng)評(píng)價(jià)教科書質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，評(píng)價(jià)結(jié)果關(guān)于判斷教科書的內(nèi)容及其呈現(xiàn)方式，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的適切性有著重要意義。

研究者對(duì)認(rèn)知負(fù)荷這一概念進(jìn)行了深入探討，提出認(rèn)知負(fù)荷是一個(gè)多維概念，因其來(lái)源不同可分為不同類型。目前，共有三種比較流行的認(rèn)知負(fù)荷分類。第一種分類主張區(qū)分出三種類型的認(rèn)知負(fù)荷，分別是內(nèi)部、外部和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。1 內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷是由學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜性而施加給學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，如對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)，記憶某課的英語(yǔ)單詞這一學(xué)習(xí)任務(wù)較為簡(jiǎn)單，而理解地球上氣壓帶、風(fēng)帶的形成原因則非常復(fù)雜，這兩種學(xué)習(xí)任務(wù)會(huì)給學(xué)習(xí)者施加輕重不同的認(rèn)知負(fù)荷，這種完全由學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜性而施加給學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷就屬于內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷。外部認(rèn)知負(fù)荷通常是由不良的或未予優(yōu)化的教學(xué)設(shè)計(jì)所施加的認(rèn)知負(fù)荷，如教師在呈現(xiàn)新知識(shí)的同時(shí)，還附帶了大量與新知識(shí)無(wú)關(guān)的文字、圖片、視頻等內(nèi)容。對(duì)這些無(wú)關(guān)的內(nèi)容，學(xué)生也需要在其容量有限的工作記憶中進(jìn)行加工，因加工這些無(wú)關(guān)內(nèi)容而給學(xué)生施加的認(rèn)知負(fù)荷就是外部認(rèn)知負(fù)荷，外部認(rèn)知負(fù)荷可通過(guò)優(yōu)化教學(xué)來(lái)降低或消除。相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷是指學(xué)生為厘清學(xué)習(xí)的內(nèi)容而主動(dòng)執(zhí)行一些加工信息的活動(dòng)給其工作記憶施加的負(fù)荷，如學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中主動(dòng)探求幾條新知識(shí)之間內(nèi)在聯(lián)系、學(xué)生主動(dòng)采用精加工策略來(lái)更好地記憶相關(guān)事實(shí)等，這些活動(dòng)給學(xué)生施加的就是相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，可見(jiàn)，相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用。

對(duì)認(rèn)知負(fù)荷的另外兩種分類都是在第一種分類基礎(chǔ)上提出的。第二種分類主張僅區(qū)分出內(nèi)部和外部，沒(méi)有必要增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，因?yàn)橄嚓P(guān)認(rèn)知負(fù)荷不過(guò)是學(xué)習(xí)者將有限的工作記憶容量用于加工新學(xué)習(xí)的內(nèi)容而已，可以將其隸屬于內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷。2 第三種分類主張區(qū)分兩類認(rèn)知負(fù)荷：被動(dòng)和主動(dòng)。前者是指將學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)任務(wù)施加給學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，學(xué)習(xí)者是在被動(dòng)接受的情況下體驗(yàn)到的；后者是指學(xué)習(xí)者因主動(dòng)引發(fā)的學(xué)習(xí)活動(dòng)而給自己施加的認(rèn)知負(fù)荷。

認(rèn)知負(fù)荷的上述三種分類法都有各自的理論邏輯和一定的研究依據(jù)。那么，在學(xué)生學(xué)習(xí)教科書的情境中，學(xué)生體驗(yàn)到的認(rèn)知負(fù)荷具體涉及哪些認(rèn)知負(fù)荷類型？用上述認(rèn)知負(fù)荷分類的哪種框架描述比較合適？對(duì)這一問(wèn)題的探索，不僅有助于采用更細(xì)致的指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)教科書的認(rèn)知負(fù)荷，也有助于認(rèn)知負(fù)荷本質(zhì)與類型的理論探討。

二、研究的設(shè)計(jì)與實(shí)施

研究者在研究認(rèn)知負(fù)荷類型時(shí)，主要采用實(shí)驗(yàn)研究和問(wèn)卷調(diào)查的方法來(lái)收集相關(guān)證據(jù)。在實(shí)驗(yàn)研究中，主要通過(guò)控制學(xué)習(xí)材料的內(nèi)容來(lái)改變學(xué)習(xí)材料的內(nèi)部或外部認(rèn)知負(fù)荷，而后觀察學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)表現(xiàn)及其報(bào)告的學(xué)習(xí)體驗(yàn)來(lái)獲得認(rèn)知負(fù)荷具體類型的信息。問(wèn)卷調(diào)查則依據(jù)對(duì)認(rèn)知負(fù)荷類型的理論描述，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的具體任務(wù)，設(shè)計(jì)針對(duì)不同類型認(rèn)知負(fù)荷的題目，而后對(duì)學(xué)生施測(cè)，通常采用因素分析、結(jié)構(gòu)方程等方法處理施測(cè)結(jié)果后獲得認(rèn)知負(fù)荷類型的證據(jù)。由于認(rèn)知負(fù)荷主要涉及學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，因而問(wèn)卷調(diào)查的方法更為常用。為探討學(xué)生學(xué)習(xí)教科書時(shí)體驗(yàn)到的認(rèn)知負(fù)荷的具體類型，本研究采用問(wèn)卷調(diào)查的方法進(jìn)行探索，首先編制教科書認(rèn)知負(fù)荷的問(wèn)卷，而后對(duì)剛學(xué)習(xí)完教科書的學(xué)生施測(cè)，對(duì)問(wèn)卷結(jié)果進(jìn)行因素分析和信度檢驗(yàn)，根據(jù)提取出的因素?cái)?shù)目來(lái)對(duì)教科書認(rèn)知負(fù)荷的類型做出相對(duì)可靠的回答。

1.教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷的編制

教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷是用來(lái)探索學(xué)校教育情境中學(xué)生學(xué)習(xí)教科書時(shí)體驗(yàn)到的認(rèn)知負(fù)荷類型的，學(xué)生主要是指小學(xué)生和中學(xué)生；教科書主要是指中小學(xué)各門學(xué)科的教科書。由于本研究是初步探索，因而在學(xué)生和教科書的選取上兼顧代表性和經(jīng)濟(jì)性。在教科書的選取上，考慮到數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)這些理科性質(zhì)的學(xué)科內(nèi)容復(fù)雜，基礎(chǔ)不同的學(xué)生也易于體驗(yàn)到輕重不同的認(rèn)知負(fù)荷，這些特征很符合認(rèn)知負(fù)荷理論擅長(zhǎng)解釋復(fù)雜內(nèi)容學(xué)習(xí)的特點(diǎn)3，因此我們決定選取數(shù)學(xué)和物理兩門學(xué)科的教科書進(jìn)行研究；在學(xué)生的選取上，考慮到書面問(wèn)卷對(duì)學(xué)生語(yǔ)言理解能力有一定要求，而且將來(lái)要施測(cè)于不同年段的學(xué)生，因而我們決定選取四年級(jí)和八年級(jí)學(xué)生來(lái)開(kāi)展調(diào)查。結(jié)合中小學(xué)課程開(kāi)設(shè)的實(shí)際情況，最終確定調(diào)查四年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)教科書和八年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)物理教科書的情況，來(lái)探討教科書認(rèn)知負(fù)荷的類型。

根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷三種分類框架之間的邏輯關(guān)系，我們從第一種分類對(duì)內(nèi)部、外部與相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的理論描述出發(fā)，參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的問(wèn)卷題目，結(jié)合我國(guó)義務(wù)教育階段教科書的內(nèi)容、編排體例及學(xué)生使用教科書的情況，編擬教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷的題目。首先根據(jù)上述要求，初擬11道題目，其中，旨在測(cè)量?jī)?nèi)部認(rèn)知負(fù)荷的有4道，旨在測(cè)量外部認(rèn)知負(fù)荷的有4道，旨在測(cè)量相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的有3道。

其次，邀請(qǐng)專家對(duì)初步擬定的問(wèn)卷題目的內(nèi)容效度做出判斷。評(píng)價(jià)專家既要具備有關(guān)認(rèn)知負(fù)荷類型的知識(shí)，又要熟悉義務(wù)教育教科書。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，選擇三位專家參與對(duì)題目?jī)?nèi)容效度的評(píng)價(jià)。專家當(dāng)面研討，直至形成一致意見(jiàn)為止。最終，專家在題項(xiàng)“書上的插圖或表格對(duì)我理解書上的文字內(nèi)容幫助很大”上存在爭(zhēng)議，經(jīng)協(xié)商討論，將其測(cè)量的認(rèn)知負(fù)荷類型由外部認(rèn)知負(fù)荷調(diào)整為相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。

最后，抽取目標(biāo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷題目的試測(cè)與訪談，以盡可能地確保學(xué)生準(zhǔn)確理解問(wèn)卷題目的含義。根據(jù)問(wèn)卷題目的內(nèi)容，學(xué)生需要有學(xué)習(xí)教科書的體驗(yàn)，因而有必要先確定試測(cè)和訪談的時(shí)機(jī)。認(rèn)知負(fù)荷的研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷受其原有知識(shí)的影響較大，對(duì)同樣的內(nèi)容，原有知識(shí)豐富的學(xué)習(xí)者體驗(yàn)到的認(rèn)知負(fù)荷相對(duì)較輕，原有知識(shí)貧乏的學(xué)習(xí)者體驗(yàn)到的認(rèn)知負(fù)荷相對(duì)較重。在實(shí)際的學(xué)習(xí)情境中，原有知識(shí)對(duì)學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷的影響體現(xiàn)為：早已學(xué)過(guò)教科書上相應(yīng)內(nèi)容的學(xué)生與初次學(xué)習(xí)的學(xué)生相比，兩者體驗(yàn)到的認(rèn)知負(fù)荷可能不同。我們認(rèn)為，測(cè)查學(xué)生按正常教學(xué)進(jìn)度初次學(xué)習(xí)教科書時(shí)體驗(yàn)到的認(rèn)知負(fù)荷更有意義和價(jià)值，因而試測(cè)（包括接下來(lái)的正式施測(cè)）的時(shí)機(jī)需要在學(xué)生初次學(xué)習(xí)教科書相關(guān)內(nèi)容之后進(jìn)行。為此，根據(jù)本研究選定的研究對(duì)象，抽取5名小學(xué)四年級(jí)學(xué)生和4名八年級(jí)學(xué)生為試測(cè)對(duì)象，先安排其預(yù)習(xí)正常教學(xué)進(jìn)度下教科書中的相應(yīng)內(nèi)容，預(yù)習(xí)結(jié)束后逐一呈現(xiàn)問(wèn)卷題目，先要求學(xué)生判斷自己是否理解該題目，再要求學(xué)生用自己的話復(fù)述題目?jī)?nèi)容或舉例說(shuō)明問(wèn)卷題目。訪談結(jié)果表明，對(duì)于旨在測(cè)量?jī)?nèi)部認(rèn)知負(fù)荷的題項(xiàng)“我在預(yù)習(xí)時(shí)腦子里要同時(shí)想著許多內(nèi)容”，受訪的四年級(jí)學(xué)生難以理解，結(jié)合任課教師和專家的建議，將該題目修改為“預(yù)習(xí)書上的內(nèi)容時(shí)我經(jīng)常有腦子轉(zhuǎn)不過(guò)彎的感覺(jué)”，受訪學(xué)生均能正確理解。于是最終的教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷由11道題目組成，其中，第1、4、5、9題旨在測(cè)量?jī)?nèi)部認(rèn)知負(fù)荷，第7、8、10題旨在測(cè)量外部認(rèn)知負(fù)荷，第2、3、6、11題旨在測(cè)量相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，各題均采用李克特7點(diǎn)量表計(jì)分。

2.教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷的施測(cè)過(guò)程與結(jié)果

問(wèn)卷施測(cè)前要求學(xué)生按正常教學(xué)進(jìn)度預(yù)習(xí)教科書上的相關(guān)內(nèi)容，預(yù)習(xí)結(jié)束后發(fā)放教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷，報(bào)告自己的預(yù)習(xí)感受。為防止學(xué)生跳過(guò)預(yù)習(xí)而直接作答問(wèn)卷的傾向，在問(wèn)卷結(jié)束時(shí)要求學(xué)生寫下預(yù)習(xí)過(guò)程中不理解的、需要教師解答的問(wèn)題。收齊學(xué)生的問(wèn)卷后，利用SPSS 22軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行因素分析和信度檢驗(yàn)。

（1）四年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)教科書的施測(cè)結(jié)果分析

以上海市某小學(xué)四年級(jí)164名學(xué)生為施測(cè)對(duì)象，其中男生82人，女生82人，學(xué)生平均年齡10.29歲，標(biāo)準(zhǔn)差0.61歲。學(xué)生預(yù)習(xí)的數(shù)學(xué)教科書內(nèi)容為“解決問(wèn)題（2）”共4頁(yè)內(nèi)容。發(fā)放問(wèn)卷164份，有效回收164份，有效問(wèn)卷率100%。采用主成分分析法進(jìn)行探索性因素分析。取樣充分性度量KMO=0.777，巴特利特球形檢驗(yàn)χ2=331.14，df=55，p<0.001，說(shuō)明數(shù)據(jù)適合進(jìn)行因素分析。采用最大方差法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，對(duì)旋轉(zhuǎn)后的因素載荷依據(jù)特征根≥1的原則并參考碎石圖進(jìn)行因素提取，共提取出兩個(gè)因素，兩個(gè)因素能解釋42.7%的總方差。兩個(gè)因素在問(wèn)卷各題目上的載荷，見(jiàn)表1。

從表1可以看出，因素1在題目1、4、5、7、8、9、11上的載荷較大，說(shuō)明這5道題目有較強(qiáng)相關(guān)性，可歸為一類，結(jié)合這5道題目的內(nèi)容，可將其命名為教科書施加的認(rèn)知負(fù)荷，與被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的含義接近；因素2在題目2、3、6上的載荷較大，說(shuō)明這三道題目相關(guān)較強(qiáng)，結(jié)合題目?jī)?nèi)容，可將該因素命名為學(xué)生引發(fā)的認(rèn)知負(fù)荷，與主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的含義接近。提取出的兩個(gè)因素在問(wèn)卷的第10題“書上我喜歡看的地方常常不是要學(xué)習(xí)的內(nèi)容”上具有接近載荷且載荷均未超過(guò)0.5，可以考慮刪除該題。1 而后對(duì)兩組題目各自組成的分問(wèn)卷及整個(gè)問(wèn)卷進(jìn)行信度檢驗(yàn)，因素1包含的7道題目的克隆巴赫α系數(shù)為0.76，為較好的信度；因素2包含的3道題目的克隆巴赫α系數(shù)為0.37，信度欠佳；整個(gè)問(wèn)卷的克隆巴赫α系數(shù)為0.58，有些偏低。

（2）八年級(jí)學(xué)生預(yù)習(xí)物理教科書的施測(cè)結(jié)果分析

選取山東省濟(jì)南市某中學(xué)266名八年級(jí)學(xué)生為施測(cè)對(duì)象，其中男生130名，女生136名，學(xué)生平均年齡13.72歲，標(biāo)準(zhǔn)差0.54歲。學(xué)生預(yù)習(xí)的教科書內(nèi)容為八年級(jí)物理教科書第十章第三節(jié)“做功了嗎”，共計(jì)4頁(yè)內(nèi)容。共發(fā)放問(wèn)卷266份，回收266份，剔除無(wú)效問(wèn)卷18份，有效問(wèn)卷率93.2%。采用主成分分析法進(jìn)行探索性因素分析。取樣充分性度量KMO=0.853，巴特利特球形檢驗(yàn)χ2=1009.9，df=55，p<0.001，說(shuō)明數(shù)據(jù)適合進(jìn)行因素分析。采用最大方差法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，對(duì)旋轉(zhuǎn)后的因素載荷依據(jù)特征根≥1的原則并參考碎石圖進(jìn)行因素提取，共提取出兩個(gè)因素，兩個(gè)因素能解釋54.2%的總方差，兩個(gè)因素在問(wèn)卷各題目上的載荷，見(jiàn)表2。

根據(jù)表2呈現(xiàn)的結(jié)果，因素1在第1、4、5、7、8、9、10、11題上載荷超過(guò)0.5，這八道題目的含義都是關(guān)于教科書內(nèi)容對(duì)學(xué)生工作記憶的影響，可將其命名為教科書施加的認(rèn)知負(fù)荷，與被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的含義相近；因素2在第2、3、6道題上載荷較大，這三道題目均涉及學(xué)生學(xué)習(xí)教科書中的主動(dòng)付出，可將其命名為學(xué)生施加的認(rèn)知負(fù)荷，與主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的含義相近。對(duì)兩組題目各自組成的分問(wèn)卷及整個(gè)問(wèn)卷進(jìn)行信度檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)因素1包含的8道題目的克隆巴赫α系數(shù)為0.87，信度較高；因素2包含的3道題目的克隆巴赫α系數(shù)為0.51，信度偏低；整個(gè)問(wèn)卷的克隆巴赫α系數(shù)為0.73。和四年級(jí)的施測(cè)結(jié)果相比，所提取的兩個(gè)因素除了在第10題上的因素載荷模式不同外，在其他各題上的因素載荷模式完全一樣，因素提取的結(jié)果與四年級(jí)的結(jié)果基本一致，而且，八年級(jí)施測(cè)結(jié)果的信度也較四年級(jí)有了明顯提高。

（3）八年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)物理教科書的再測(cè)結(jié)果分析

對(duì)兩次問(wèn)卷調(diào)查的因素分析結(jié)果加以比較后發(fā)現(xiàn)，雖然問(wèn)卷設(shè)計(jì)最初旨在測(cè)量?jī)?nèi)部、外部和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷三種類型，但因素分析的結(jié)果只能提取出兩個(gè)因素，對(duì)兩個(gè)因素含義的解釋支持主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷與被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的分類法。按三類認(rèn)知負(fù)荷類型擬定的問(wèn)卷題目，除去第10題因在四年級(jí)數(shù)學(xué)教科書學(xué)習(xí)上施測(cè)后的因素載荷未達(dá)到0.5而被刪除外，其余各題在兩個(gè)年級(jí)、兩門學(xué)科教科書學(xué)習(xí)上的施測(cè)結(jié)果類似，應(yīng)當(dāng)予以保留。用來(lái)測(cè)量被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的分問(wèn)卷信度達(dá)到較高或很高的水平，用來(lái)測(cè)量主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的分問(wèn)卷信度欠佳或偏低。導(dǎo)致主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷分問(wèn)卷信度不理想的一個(gè)可能原因是題項(xiàng)數(shù)過(guò)少。測(cè)量被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的分問(wèn)卷由7道題目構(gòu)成，測(cè)量主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的分問(wèn)卷由3道題目構(gòu)成。由于題項(xiàng)數(shù)會(huì)影響問(wèn)卷的信度，因而主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷分問(wèn)卷的信度不如被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷分問(wèn)卷的信度高就可以理解了。另外，問(wèn)卷中一些題目的語(yǔ)言表述不夠清晰，如問(wèn)卷題目中使用的“一些”“經(jīng)常”等詞語(yǔ)，會(huì)給學(xué)生在7點(diǎn)李克特量表上進(jìn)行判斷時(shí)帶來(lái)更多的不確定性，從而也有可能拉低問(wèn)卷的信度。

根據(jù)上述分析，要進(jìn)一步完善教科書的認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷，需增加旨在測(cè)量主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的題數(shù)，同時(shí)還需修改問(wèn)卷題目的語(yǔ)言表述，使之更為清晰明確，盡可能降低學(xué)生判斷時(shí)的不確定性。此外，教科書的認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷如果要經(jīng)常施測(cè)于學(xué)生的教科書學(xué)習(xí)的話，題數(shù)過(guò)少固然會(huì)影響問(wèn)卷信度，但題數(shù)過(guò)多又可能增加學(xué)生負(fù)擔(dān)，因而需要探索合適的問(wèn)卷題數(shù)，使問(wèn)卷既有良好的信度，又不加重學(xué)生負(fù)擔(dān)。為此，對(duì)被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷和主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷嘗試各采用4道題目來(lái)進(jìn)行測(cè)量。在對(duì)問(wèn)卷題目的用詞用語(yǔ)進(jìn)行完善、使題意更為清楚的基礎(chǔ)上，參考國(guó)際上流行的認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷中相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的題目，增加了一條旨在測(cè)量主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的題目（“本次預(yù)習(xí)活動(dòng)增進(jìn)了我對(duì)預(yù)習(xí)內(nèi)容的理解”），以提高主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷分問(wèn)卷的信度。最終調(diào)整后的認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷由8題組成，其中1、3、5、7題旨在測(cè)量被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷，2、4、6、8題旨在測(cè)量主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷。

對(duì)修改后的教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷進(jìn)行驗(yàn)證性因素分析。以上海市某中學(xué)八年級(jí)72名學(xué)生為施測(cè)對(duì)象，其中男生45名，女生27名，學(xué)生平均年齡13.83歲，標(biāo)準(zhǔn)差0.48歲。預(yù)習(xí)內(nèi)容為八年級(jí)物理下冊(cè)“大氣壓強(qiáng)”一節(jié)內(nèi)容（共4頁(yè)），發(fā)放問(wèn)卷72份，有效回收72份，問(wèn)卷有效率100%。采用主成分分析法進(jìn)行驗(yàn)證性因素分析。取樣充分性度量KMO=0.743，巴特利特球形檢驗(yàn)χ2=244.13，df=28，p<0.001，說(shuō)明數(shù)據(jù)適合進(jìn)行因素分析。采用最大方差法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，對(duì)旋轉(zhuǎn)后的因素載荷依據(jù)特征根≥1的原則并參考碎石圖進(jìn)行因素提取，共提取出兩個(gè)因素，兩個(gè)因素能解釋65.4%的總方差。兩個(gè)因素在問(wèn)卷各題目上的載荷，見(jiàn)表3。

結(jié)果進(jìn)一步支持了教科書認(rèn)知負(fù)荷的主動(dòng)與被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷分類：因素1在旨在測(cè)量被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的第1、3、5、7題上載荷較大；因素2在旨在測(cè)量主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的第2、4、6、8題上載荷較大。此外，被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷分問(wèn)卷的分半信度系數(shù)為0.90，主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷分問(wèn)卷的分半信度系數(shù)為0.72，整個(gè)問(wèn)卷的分半信度系數(shù)為0.83，兩個(gè)因素之間的相關(guān)也很弱（r=-0.17，p>0.05），表明兩個(gè)分問(wèn)卷各自測(cè)量的因素之間相互獨(dú)立，從而為教科書的兩類認(rèn)知負(fù)荷分類提供了有力支持。

三、結(jié)論與討論

采用問(wèn)卷調(diào)查的方法，對(duì)不同年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)不同學(xué)科教科書的認(rèn)知負(fù)荷進(jìn)行了三輪施測(cè)，結(jié)合施測(cè)結(jié)果，可以對(duì)教科書的認(rèn)知負(fù)荷的類型進(jìn)行探討。

首先，可以將教科書的認(rèn)知負(fù)荷分為被動(dòng)和主動(dòng)兩類。雖然本研究的出發(fā)點(diǎn)是將教科書的認(rèn)知負(fù)荷分為三類，但在教科書學(xué)習(xí)的情境下，學(xué)生體驗(yàn)到的認(rèn)知負(fù)荷包括來(lái)自教科書中相關(guān)內(nèi)容所施加的被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷，以及來(lái)自學(xué)習(xí)者自己施加的主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷。不過(guò)不能用這一發(fā)現(xiàn)來(lái)簡(jiǎn)單地否定認(rèn)知負(fù)荷的內(nèi)部、外部和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷三分類法。一方面，有一些研究采用三類認(rèn)知負(fù)荷的概念框架編制認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷并進(jìn)行施測(cè)，從施測(cè)結(jié)果中提取對(duì)應(yīng)三類認(rèn)知負(fù)荷的三個(gè)因素，給該分類法提供了一定的支持；另一方面，本研究的情境與這類研究的情境有所不同。在測(cè)出三類認(rèn)知負(fù)荷的研究中，學(xué)習(xí)的情境通常是典型的教學(xué)情境：有學(xué)習(xí)者自己、有學(xué)習(xí)者要學(xué)習(xí)的材料、有專門為學(xué)習(xí)者講授相關(guān)內(nèi)容的教員，而且相應(yīng)的認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷題目也分別針對(duì)學(xué)習(xí)材料、教員的教學(xué)以及學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)收獲來(lái)設(shè)計(jì)。1 本研究中的學(xué)習(xí)情境僅有要學(xué)習(xí)的材料（教科書上的預(yù)習(xí)內(nèi)容）和學(xué)生自己的學(xué)習(xí)感受，缺乏明確的教師教學(xué)。在這種學(xué)習(xí)情境下，學(xué)生僅獲得學(xué)習(xí)材料和學(xué)習(xí)者自己兩方面的提示，這可能是本研究三輪施測(cè)均只能提取出分別對(duì)應(yīng)于教科書內(nèi)容和學(xué)習(xí)者兩個(gè)因素的重要原因。這就是說(shuō)，采用問(wèn)卷的方法，學(xué)習(xí)者能識(shí)別出的認(rèn)知負(fù)荷類型是兩類還是三類，其中，學(xué)習(xí)情境的特點(diǎn)可能起重要影響作用。

其次，用問(wèn)卷測(cè)量出學(xué)生學(xué)習(xí)教科書時(shí)的兩類認(rèn)知負(fù)荷，是在學(xué)生不具備有關(guān)認(rèn)知負(fù)荷專業(yè)知識(shí)的情況下實(shí)現(xiàn)的。認(rèn)知負(fù)荷理論的創(chuàng)始者斯威勒（John Sweller）認(rèn)為，由于學(xué)習(xí)者不具備認(rèn)知負(fù)荷的專業(yè)知識(shí)，他們不大可能區(qū)分出不同類型的認(rèn)知負(fù)荷，因而他對(duì)于用問(wèn)卷法能測(cè)量出不同類型的認(rèn)知負(fù)荷持悲觀態(tài)度。2 不過(guò)近年來(lái)的一些研究為問(wèn)卷法測(cè)量認(rèn)知負(fù)荷類型帶來(lái)了一些希望。一方面，有研究者探索了事先教給學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷專業(yè)知識(shí)的情況下，問(wèn)卷法能否測(cè)量到認(rèn)知負(fù)荷的類型。這方面的初步研究表明，受過(guò)認(rèn)知負(fù)荷訓(xùn)練的學(xué)習(xí)者在完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)后，能在認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷上較好地體現(xiàn)出識(shí)別內(nèi)部、外部與相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的反應(yīng)。3 另一方面，有研究者探索了事先不對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行認(rèn)知負(fù)荷專業(yè)知識(shí)教學(xué)的情況下，問(wèn)卷法能否測(cè)量到不同類型的認(rèn)知負(fù)荷，如上所述，這方面的研究獲得了肯定的證據(jù)。我們的研究也對(duì)此給予有限支持。研究中參與施測(cè)的學(xué)生均為義務(wù)教育階段的學(xué)生，認(rèn)知負(fù)荷及其類型的概念不會(huì)在其學(xué)校學(xué)習(xí)活動(dòng)中習(xí)得，事先我們也沒(méi)有對(duì)他們進(jìn)行認(rèn)知負(fù)荷知識(shí)的教學(xué)，因而我們所調(diào)查的學(xué)生在完成問(wèn)卷前不具備有關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的專業(yè)知識(shí)。在這種情況下，教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷測(cè)量的結(jié)果表明，學(xué)生能識(shí)別出被動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷和主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷這兩種類型。但我們問(wèn)卷設(shè)計(jì)的初衷是測(cè)量出學(xué)生對(duì)三類認(rèn)知負(fù)荷的區(qū)分，學(xué)生的實(shí)際反應(yīng)則表明他們未能區(qū)分出內(nèi)部與外部認(rèn)知負(fù)荷。究其原因，可能在于問(wèn)卷題目沒(méi)有明確有效地指向教科書學(xué)習(xí)情境中的內(nèi)部與外部認(rèn)知負(fù)荷線索；也可能在于學(xué)生事先沒(méi)有習(xí)得內(nèi)部與外部認(rèn)知負(fù)荷的相關(guān)知識(shí)；還有可能確實(shí)如斯威勒所言，在問(wèn)卷情境下學(xué)習(xí)者不大可能區(qū)分出內(nèi)部與外部認(rèn)知負(fù)荷。1 具體是哪一種可能，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)回答，因此，我們的調(diào)查結(jié)果目前還不能完全支持問(wèn)卷法可測(cè)量出認(rèn)知負(fù)荷類型的觀點(diǎn)。

第三，通過(guò)自陳問(wèn)卷收集教科書認(rèn)知負(fù)荷資料的穩(wěn)定性，一定程度上受學(xué)生元認(rèn)知發(fā)展水平的影響。調(diào)查表明，以這種方式收集的教科書認(rèn)知負(fù)荷的部分資料信度不夠理想，對(duì)于學(xué)生自己施加的主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷而言尤其如此。導(dǎo)致這一結(jié)果的原因與主動(dòng)認(rèn)知負(fù)荷的題數(shù)較少和題目語(yǔ)言表述不夠明晰有一定關(guān)系，增加題數(shù)和完善題目用語(yǔ)后，相應(yīng)的信度得到了明顯提高，達(dá)到了較好的信度水平。但比較不同年級(jí)的施測(cè)結(jié)果，同樣的題目組，在四年級(jí)學(xué)生那里得到的信度系數(shù)明顯低于八年級(jí)學(xué)生，這不可能用題數(shù)和題目用語(yǔ)這些因素來(lái)予以充分解釋，可能還需要考慮不同年級(jí)學(xué)生元認(rèn)知發(fā)展水平的差異。完成教科書認(rèn)知負(fù)荷問(wèn)卷所需要的學(xué)生回顧、反思自己的學(xué)習(xí)過(guò)程與學(xué)習(xí)感受的活動(dòng)，是典型的元認(rèn)知活動(dòng)。不同年齡段的學(xué)生元認(rèn)知發(fā)展水平不一致。2 四年級(jí)學(xué)生的元認(rèn)知發(fā)展水平總體上不如八年級(jí)學(xué)生，這在一定程度可以解釋為何四年級(jí)學(xué)生問(wèn)卷結(jié)果的信度較八年級(jí)學(xué)生偏低。同時(shí)，這一解釋也提示我們，應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待用問(wèn)卷獲得的低年級(jí)學(xué)生的教科書認(rèn)知負(fù)荷資料。綜合教科書認(rèn)知負(fù)荷的多方面、多指標(biāo)資料，有助于對(duì)學(xué)生的教科書認(rèn)知負(fù)荷情況做出更為綜合和全面的判斷。

A Preliminary Study on the Types of Cognitive Load of Textbooks

WANG Xiaoming1，XU Zhiyi2，BAI Yang3，KOU Yanchen4

（1.Institute of Curriculum and Instruction，East China Normal University，Shanghai，200062；2.Guhua Primary School of Fengxian District，Shanghai，201499；3.Meilong Middle School of Putuo District，Shanghai，200333；4.Experimental Middle School of Licheng District，Jinan Shandong，250199）

Abstract： In the process of textbook learning，the content presented in textbooks impose a certain cognitive load on studentsworking memory with limited capacity，and this type of cognitive load is an important indicator for evaluating the quality of textbooks. This study uses a questionnaire to explore the types of cognitive load of textbooks. Firstly，a textbook cognitive load questionnaire was developed based on the theoretical interpretation of cognitive load. And then administered to fourth-grade students studying math textbooks and eighth-grade students studying physics textbooks. Factor analysis of the test results shows that in the context of textbook learning，without training in the theory of cognitive load，the cognitive load experienced by students when learning from textbooks can be classified into two types：passive cognitive load and active cognitive load. The level of studentsmetacognitive development has a certain impact on the reliability of the cognitive load of textbook measured by the questionnaire method.

Key words： cognitive load of textbooks，passive cognitive load，active cognitive load，metacognition